ES2226163T3 - Cartucho de filtro. - Google Patents
Cartucho de filtro.Info
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Abstract
Un cartucho (1) de filtro para insertar en una abertura (20) de cartucho en una placa (2), y en el que el cartucho de filtro comprende un filtro (3) predominantemente cilíndrico y un cuello (4) exterior anular hecho de un elastómero o caucho, y que se sujeta contra el filtro predominantemente cilíndrico, y en el que el cuello (4) tubular tiene una brida (5) que, en posición insertada, está apoyada contra un primer lado de la placa (2) hundida en la abertura del cartucho, y donde el cartucho (1) de filtro comprende además una parte (10, 10'') de expansión que está configurada para su inserción en el cuello (4) anular exterior, ya que la parte (6) exterior del cuello debajo de la brida tiene un diámetro que, en el estado no influenciado, no excede significativamente del diámetro de la abertura (20) del cartucho, y puesto que la parte (10,10'') de expansión está dispuesta para su inserción en el cuello (4) en la dirección axial desde la parte en la que está dispuesta la brida (5), y puesto que la parte (10,10'') de expansión está hecha de un material relativamente rígido en comparación con el cuello (4), y comprende una primera cresta (13) que está situada sobre la parte (10,10'') de expansión opuesta al segundo lado de la placa que está orientada hacia afuera desde la brida (5), es decir, la placa en la que está provista la abertura del cartucho, cuando la parte (10) de expansión está insertada en el cuello (4), con lo que la cresta (13) forma una proyección sobre una parte (7) sustancialmente recta del cuello debajo de la brida (5) para la sujeción y sellado del cuello (4) a la abertura (20 del cartucho.
Description
Cartucho de filtro.
La presente invención se refiere a un cartucho de
filtro sustituible con parte de expansión como se define en el
preámbulo de la reivindicación 1.
Este tipo de cartucho de filtro cilíndrico se
inserta en el denominado alojamiento del filtro, con lo que el
cartucho de filtro se inserta en una abertura del cartucho circular,
por ejemplo, en una placa base del respectivo alojamiento de filtro,
y se asegura en la abertura del cartucho por medio de un cuello
superior en el cartucho de filtro. En un alojamiento de filtros se
pueden colocar varios de estos cartuchos de filtro.
Los filtros se usan, por ejemplo, para la
limparte de aire, en la que un aparato de aspiración aspira aire a
través del filtro y posteriormente hacia dentro del alojamiento del
filtro.
Las partículas de polvo y las impurezas fijadas
como una capa sobre la parte exterior de los filtros cilíndricos,
que se limpian a intervalos adecuados, por ejemplo soplando aire a
través del filtro en el sentido opuesto o sacudiendo el alojamiento
del filtro. Pasado algún tiempo, los filtros llegan a desgastarse y,
por consiguiente, deben ser de fácil sustitución.
Este objeto constituye la base de la publicación
de patente US-A-5,632.791, que
describe un cartucho de filtro plisado, sustancialmente cilíndrico
que comprende un manguito superior elástico en el que está formada
una ranura periférica, un tamiz relativamente rígido, cilíndrico e
interior, un cartucho de filtro plisado exterior y un elemento de
base elástico. El manguito superior está configurado para que encaje
dentro de la abertura del cartucho circular en la tapa inferior del
alojamiento del filtro.
Este tipo de cartucho de filtro se monta dentro
del alojamiento del filtro y, en el estado montado, sobresale fuera
del alojamiento.
Además de la ranura periférica, el manguito
superior del cartucho de filtro comprende un cuello que previene que
el cartucho se desplace a través de la abertura del cartucho
presente en el alojamiento del filtro. Además, un segmento del
manguito superior situado debajo del surco periférico es cónico.
De esta manera, el manguito superior permite que
él mismo sea presionado hacia abajo a través de la abertura del
cartucho, y que se logre un sello contra el borde de la abertura, en
el surco, en el cuello y en el borde superior del segmento cónico,
respectivamente.
El segmento cónico del manguito superior permite
de manera natural que él mismo se deforme por el efecto de una
cierta fuerza, porque el material es un elastómero, y porque el que
el surco periférico constituye una disminución del espesor del
manguito superior, por lo que el cuello se puede doblar en el surco
como una bisagra respecto del segmento cónico.
El cartucho de filtro se inserta aplicando una
fuerza adecuada sobre la parte superior del cuello, lo que se puede
efectuar, por ejemplo, roscando el cartucho de filtro en posición en
la abertura del cartucho.
Por otra parte, la extracción del cartucho de
filtro no se puede efectuar sin el uso de herramientas, que se
introducen típicamente bajo el cuello, después de lo cual el
manguito se rosca fácilmente, ya que el manguito, típicamente, se
somete a una fuerza de pretensión adecuadamente grande con el fin de
obtener un sellado suficientemente efectivo.
Para garantizar aún más la seguridad de este
cartucho de filtro bien conocido, se puede insertar una abrazadera
de sujeción permanente de, por ejemplo, acero inoxidable en la parte
interior del manguito opuesta al surco periférico, con lo que se
refuerza la parte del manguito opuesta al surco.
De acuerdo con la publicación de patente
US-A-5.632.791, se sugiere el uso de
una abrazadera de diámetro ligeramente mayor que el diámetro
interior del manguito, y que antes de su inserción se tuerce en
forma de ocho y seguidamente se inserta en la parte interior del
manguito opuesta al surco periférico. La abrazadera incrementa la
presión contra el borde de la abertura del cartucho, con lo que se
logra un sellado más efectivo. Sin embargo, con el tipo de filtro
mencionado anteriormente, especialmente con filtros largos, las
vibraciones que surgen en el filtro pueden ser un inconveniente,
porque el surco se ve expuesto a los efectos de la fricción y con
ello al desgaste, lo que puede dar lugar a defectos en el
filtro.
En las figuras 1 y 2 se muestra un cartucho 1 de
filtro con un manguito 22 y una base 21, y un filtro 3 del mismo
tipo que el cartucho de acuerdo con esta publicación de patente.
Por la publicación de patente WO 90/11116, se
conoce otro tipo de cartucho de filtro que se inserta en la parte
exterior del alojamiento del filtro y que consta principalmente de
las siguientes dos partes del mismo material, preferiblemente
poliuretano: Una parte de filtro exterior que consta de un manguito
superior, un manguito inferior y un filtro plisado cilíndrico que
está colocado entre ellos, y una parte de filtro interior,
análogamente con partes superior e inferior y un filtro cilíndrico
que sirve, al mismo tiempo, de armadura.
La parte exterior del manguito superior tiene un
surco exterior que se acopla en la abertura del cartucho del filtro,
y en el que cuelga el filtro.
Diametralmente opuesto al surco exterior sobre la
parte exterior del manguito superior, el interior del manguito
superior está provisto con otro surco. La parte interior tiene una
proyección o cresta que se acopla en este surco, con lo que se
establece el aseguramiento de la parte exterior en la abertura del
cartucho, y lo que determina la posición axial correcta de la parte
interior.
Al montar el filtro, que está previsto montarlo
desde la parte exterior del alojamiento del filtro, primero se
asegura la parte exterior en la abertura del cartucho al surco
mencionado anteriormente. Seguidamente, se inserta la parte
interior, incluido el filtro interior, en la parte exterior hasta
que la proyección mencionada anteriormente se acopla en el surco
interior. Además, están provistos también una proyección y un surco
en las partes de la base del filtro.
La extracción del filtro se efectúa normalmente
insertando una herramienta similar a una cuchilla entre la abertura
del cartucho y el surco del manguito superior, después de lo cual el
filtro en estado montado se puede desenroscar fácilmente. Sin
embargo, esto requiere típicamente el uso de un esfuerzo físico
considerable.
Finalmente, por la publicación de patente de EE.
UU. nº. 5.308.485, se conoce un cartucho de filtro con un parte de
expansión del tipo definido en el preámbulo de la reivindicación 1.
La parte de expansión comprende un junquillo anular que se extiende
radialmente dispuesto para deformar el cuello del filtro de manera
que se asegure en la abertura del cartucho. Esto da lugar a varios
inconvenientes, el más significativo de los cuales es que el cuello
del filtro, la parte de expansión y la abertura del cartucho deben
encajar entre sí con mucha precisión en cuanto a las dimensiones. Si
no es así, hay que hacer uso de un elemento espaciador con el fin de
que el filtro quede montado correctamente, como se explica y se
muestra en la figura 8 de la publicación de patente de EE. UU.
mencionada. Este tipo de exigencia de que las partes individuales
tengan que encajar entre sí con precisión se hace necesaria en las
existencias a mantener de filtros, partes de expansión y elementos
de separación en muchas dimensiones con el fin de poder suministrar
filtros para alojamientos de filtro de diferentes tipos. Además,
surgen problemas respecto de los diferentes espesores de las placas
celulares provistas con aberturas en los alojamientos de filtro de
diferentes construcciones y realizaciones. Finalmente, se puede
confirmar que la construcción de acuerdo con la patente de EE. UU.
mencionada últimamente consta de cuatro partes, lo que incrementa
los costes.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un cartucho de filtro con una parte de expansión que,
para un sellado efectivo dado sea considerablemente más fácil de
montar, y que se pueda montar en muchos diferentes alojamientos de
filtro aunque, proporcionando, no obstante, un sellado efectivo.
Este objeto se logra con un cartucho de filtro
del tipo definido en la reivindicación 1.
Puesto que la parte de expansión comprende dos
crestas dispuestas como se describe en la reivindicación 1, para un
tamaño de filtro a insertar en aberturas de diferentes tamaños
(diámetros) pueden ser aceptados diferentes espesores de la placa
celular provista de aberturas en el alojamiento de filtro, y que,
incluso, sean aceptadas placas celulares con orificios ligeramente
ovalados sin reducción alguna en la calidad de filtrado deseada.
Esto se logra distribuyendo la función de sellado entre dos crestas
anulares en vez de una sola. Además, la consecuencia de esta
configuración es que el cartucho de filtro de acuerdo con la
invención consta solo de dos partes, lo que significa una reducción
en los costes de producción y almacenamiento.
Con el cartucho de filtro de acuerdo con la
reivindicación 2, se obtiene la ventaja de que usando un número
adecuado de diferentes partes de expansión, se puede alojar un
número dado de tamaños de filtro en un número mayor de aberturas de
cartucho de diferentes dimensiones y espesores de la placa
dimensionados de manera diferente.
Con el filtro de acuerdo con la invención, se
logra que incluso con filtros muy largos de, por ejemplo, 2 m de
longitud, y en condiciones en las que surgen turbulencias
considerables en el filtro, se logra una fijación y un sellado muy
seguros, sin vibraciones y fiables.
En la descripción detallada de la invención se
harán evidentes otras ventajas.
La figura 1 muestra un cartucho de filtro
conocido,
la figura 2 muestra una sección simétrica
respecto del eje de giro de un cuello sobre el cartucho de filtro de
acuerdo con la figura 1,
la figura 3 muestra una sección de un cuello
sobre el cartucho de filtro de acuerdo con una segunda realización
conocida, en la que el cuello está insertado en una abertura del
cartucho de una placa,
la figura 4 muestra una sección de una parte de
expansión del cartucho de filtro de la figura 3,
la figura 5 muestra una parte de expansión de
acuerdo con la invención,
la figura 6 muestra una realización ejemplo de
una parte de expansión de acuerdo con la invención,
la figura 7 muestra la parte de expansión
mostrada en la figura 5 insertada en el cartucho de filtro mostrado
en la figura 3, y
la figura 8 muestra una segunda realización de la
parte de expansión de acuerdo con la invención, correspondiente a la
figura 7.
Seguidamente se va a describir la invención con
más detalle haciendo referencia a los dibujos.
En la figura 3 se ve una sección del cuello 4
sobre el cartucho 1 de filtro insertado en la abertura 20 del
cartucho de una placa 2 en un alojamiento de filtro.
El cuello 4 está hecho de material elastomérico y
comprende una brida 5 que se apoya contra la placa 20. El cuello
tiene una configuración básicamente anular. En la parte exterior del
cuello hay una parte 7 recta inmediatamente debajo de la brida 5.
Más hacia abajo, el diámetro del cuello decrece aún más para formar
una parte 6 cónica. Vista la sección transversal, la parte inferior
del cuello es de un espesor ligeramente mayor que más arriba en la
brida, porque el extremo 8 inferior sirve para asegurar el mismo
filtro plisado, que se puede sujetar al mismo con ventaja moldeando
el filtro dentro del cuello.
En el cuello 4 está insertada una parte 10, 10'
de expansión a modo de tapón, con lo que el cuello y, unido a él, la
parte exterior del cuello inmediatamente bajo la brida se dilatan y
se aprietan contra la abertura del cartucho. De esta manera se logra
un sello por la compresión elástica del cuello. A diferencia del
cuello, la misma parte de expansión está hecha de un material
relativamente rígido.
La parte 10, 10' de expansión comprende una parte
16 cónica inferior que está dimensionada para formar un conjunto
ajustado que se apoya contra la superficie 9 interior del cuello 4,
véase la figura 3.
Como se muestra en la figura 4, la parte exterior
de la parte 10 de expansión tiene una sola cresta que está situada
en una posición que, cuando la parte de expansión está finalmente
insertada en el cuello 4, queda inmediatamente debajo del lado de la
placa 2 dando frente hacia fuera desde la brida 5 del cuello 4. A la
inserción de la parte 10 de expansión en el cuello 4, se produce
con ello un aumento del diámetro de la parte 7 de contacto, antes
sustancialmente recta, del cuello en el área del borde de la
abertura 20 del cartucho en la placa 2, con lo que se origina el
apriete necesario entre la placa 20 y la brida 5 y la parte 7 de
contacto, respectivamente, por la compresión del cuello 4
elástico.
En una realización ejemplo de acuerdo con la
invención mostrada en la figura 5, la parte de expansión está
provista con dos crestas 13 y 15 y una parte 14 intermedia plana y
anular.
Cuando la parte 10' de expansión está insertada
en el cuello 4, la primera cresta 13 está dispuesta opuesta al
segundo lado de la placa en la que está provista la abertura del
cartucho, es decir, el lado orientado hacia fuera de la brida 5, con
lo que la primera cresta 13 forma una proyección sobre una parte 7
predominantemente recta del cuello debajo de la brida 5 para
asegurar y apretar el cuello 4 en la abertura 20 del la placa 2. La
parte 12 situada encima de la cresta 13 es cónica.
Cuando la parte 10' de expansión está insertada
en su posición final en el cuello 4, la segunda cresta 15 está
opuesta al primer lado de la placa 2 que da frente a la brida 5, o
ligeramente encima de este primer lado de la placa en una posición
que está al mismo nivel que la brida 5 del cuello.
Esta segunda cresta 15 previene que el cuello 4
se contraiga demasiado bajo el efecto de la primera cresta 13 en el
área alrededor del borde de la brida 5 y de la parte 7 recta debajo
de la brida. Además, las dos mismas crestas ejercen una presión
concentrada alrededor de los bordes de la placa 2. Especialmente, si
el espesor del cuello es pequeño, esta segunda cresta 15 contribuye
al asegurar que el cuello en esta área está firmemente hacia arriba
contra la abertura 20 del cartucho.
La parte superior de la parte 10, 10' de
expansión está provista con un borde 11 de tope o brida que
determina la posición completamente insertada de la parte de
expansión en el cuello. Este borde de tope podría estar dispuesta
también en la parte opuesta de la parte de expansión, de manera que
dicho borde tope inferior encaje en un entrante adecuado en la parte
9 interior del cuello.
En la realización de la parte de expansión que se
muestra en las figuras 4 y 5, el borde 11 de tope también sirve como
punto de acceso para la extracción de la parte de expansión. La
extracción se efectúa agarrando el borde de tope a su alrededor o
por debajo con una herramienta adecuada y retirando la parte 10, 10'
de expansión del cuello 4.
Sin embargo, la parte 10, 10' de expansión,
también puede estar provista con un asa 18 de extracción, mostrada
en la figura 6, que consta de una barra dispuesta perpendicularmente
al eje de simetría del cartucho de filtro, y que está conectada a
dos puntos diametralmente opuestos en la parte 17 interior de la
parte de expansión. Es conveniente que dicha asa de extracción esté
configurada lo más estrecha posible y que esté ahusada en la
dirección del eje de simetría del filtro, de manera que solo
presente una resistencia inapreciable a la circulación de aire a
través del filtro.
En la figura 8 se muestra una realización en la
que la parte 10'' de expansión está configurada con un reborde
anular, de manera que en los lados de este reborde hay dos crestas
13'' y 15'' anulares de seguridad del cartucho de filtro. En esta
realización, el borde 11 de tope está situado de manera que queda a
una cierta distancia de la brida 5 cuando la brida está en posición.
De esta manera se provee un espacio libre anular que puede ser
conveniente en la extracción de la parte de expansión.
Con el fin de facilitar la inserción de la parte
de expansión y su extracción del cuello, se puede hacer uso de un
agente reductor de la fricción tal como aceite o grafito en la parte
interior del cuello. La parte exterior de la parte de expansión
puede estar provista también con una capa de Teflon^{TM}.
Puesto que el cuello está hecho de un material
elástico, se puede hacer un cuello con un diámetro dado que encaje
en aberturas de cartucho de diferentes diámetros dentro de ciertos
límites que comprenden desde el diámetro del cuello hasta alrededor
del 10% mayor, porque para una abertura de cartucho dada, se usa una
parte de expansión con un diámetro adecuadamente mayor, con lo que
el cuello se puede expandir para encajar dentro de la abertura
ligeramente mayor de la abertura del cartucho.
También se puede usar un tamaño dado de cuello
(con filtro) con diferentes espesores de la placa, para lo que se
hace uso de partes de expansión dimensionadas diferentemente con
crestas que se sitúan en las posiciones que se correspondan al
espesor de placa dado.
De esta manera se logra una reducción en los
costes de producción y almacenamiento.
El cartucho de filtro con parte de expansión de
acuerdo con la invención es muy fácil de montar y de extraer, porque
la inserción del cartucho de filtro se efectúa mediante una
colocación prácticamente sin fricción del cuello en la abertura del
cartucho, después de lo cual se inserta la parte de expansión en el
cuello y, a continuación, por ejemplo, se rosca en posición. La
figura 7 muestra una parte 10' de expansión insertada en un cuello,
por ejemplo, el cuello mostrado en la figura 3.
También se ha simplificado la extracción, porque
la parte de expansión es relativamente dura constituye un buen punto
de enganche de herramientas, y, cuando se trata de la realización
ejemplo con asa de mano, la extracción no requiere necesariamente el
uso de herramientas.
Además, con el cartucho de filtro de acuerdo con
la invención, es conveniente que el filtro gastado y frecuentemente
sucio no se exponga a tensiones o retorcimientos en grado
significativo alguno de manera que el polvo y la suciedad que se ha
acumulado en el filtro no se extienda a los alrededores o se ponga
en contacto con el personal que encargado de la extracción de los
filtros.
Claims (4)
1. Un cartucho (1) de filtro para insertar en
una abertura (20) de cartucho en una placa (2), y en el que el
cartucho de filtro comprende un filtro (3) predominantemente
cilíndrico y un cuello (4) exterior anular hecho de un elastómero o
caucho, y que se sujeta contra el filtro predominantemente
cilíndrico, y en el que el cuello (4) tubular tiene una brida (5)
que, en posición insertada, está apoyada contra un primer lado de la
placa (2) hundida en la abertura del cartucho, y donde el cartucho
(1) de filtro comprende además una parte (10, 10') de expansión que
está configurada para su inserción en el cuello (4) anular exterior,
ya que la parte (6) exterior del cuello debajo de la brida tiene un
diámetro que, en el estado no influenciado, no excede
significativamente del diámetro de la abertura (20) del cartucho, y
puesto que la parte (10,10') de expansión está dispuesta para su
inserción en el cuello (4) en la dirección axial desde la parte en
la que está dispuesta la brida (5), y puesto que la parte (10,10')
de expansión está hecha de un material relativamente rígido en
comparación con el cuello (4), y comprende una primera cresta (13)
que está situada sobre la parte (10,10') de expansión opuesta al
segundo lado de la placa que está orientada hacia afuera desde la
brida (5), es decir, la placa en la que está provista la abertura
del cartucho, cuando la parte (10) de expansión está insertada en el
cuello (4), con lo que la cresta (13) forma una proyección sobre una
parte (7) sustancialmente recta del cuello debajo de la brida (5)
para la sujeción y sellado del cuello (4) a la abertura (20 del
cartucho, caracterizado porque la parte (10') de expansión
comprende además una segunda cresta (15) que, cuando la parte (10')
de expansión está insertada en el cuello (4), está opuesta al primer
lado de la placa (2) en el que la abertura (20) del cartucho está
provista o ligeramente encima de este lado en una posición que está
al mismo nivel que la brida (5).
2. Un cartucho de filtro de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque sobre la parte (7)
recta debajo de la brida (5), el cuello (4) tiene un diámetro de
alrededor del 90% - 100% del diámetro de la abertura (20) del
cartucho.
3. Un cartucho de filtro de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la parte (10, 10')
de expansión está provista con un borde (11) de tope que evita que
la parte (10, 10') de expansión se desplace aun más dentro del
cuello (4).
4. Un cartucho de filtro de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque el borde (11) de tope
está configurado como una brida que se extiende lateralmente encima
de la brida (5) sobre el cuello (4).
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